ВЛИЯНИЕ АЛЛОГЕННЫХ МУЛЬТИПОТЕНТНЫХ МЕЗЕНХИМАЛЬНЫХ СТРОМАЛЬНЫХ КЛЕТОК КОСТНОГО МОЗГА НА ФОРМИРОВАНИЕ ПРОТИВОИШЕМИЧЕСКОЙ РЕЗИСТЕНТНОСТИ ПОЧЕК

Аim of this work was to study the influence of intravenous injection times of bone marrow allogeneic multipotent mesenchymal stromal cells (BM MMSCs) on kidney function and morphology in modeled ischemicreperfusion injury of kidney (IRIK). Materials and methods. The study was conducted on 90 male Wistar rats. On the original IRI model of a single kidney (60 min, warm ischemia) 4 groups of experiments were performed: in the first group the dose of 5 × 106 of BM MMSCs was administered intravenously 14 days before IRIK modeling; in the second group, the same dose of BM MMSCs was administered 7 days before IRIK; in the third group, the same dose of BM MMSCs was administered during kidney reperfusion after IRIK modeling; the fourth group served as the control group (IRIK without BM МMSCs). The study duration was 21 days since the start of IRIK modeling. In all groups the nitrogen secretory function of kidneys was examined and the histological condition of kidneys during the entire recovery period was evaluated. Besides, blood of rats of the first and the fourth groups was examined for proand anti-inflammatory cytokine levels and phagocytosis indices using the suspension of inactivated St. aureus. The significance of differences in these two groups was evaluated by Student's test at p < 0.05. Results. It has been demonstrated that the pretreatment with BM MMSCs (1 and 2 weeks before IRIK modeling) increased the anti-ischemic resistance of kidney while the administration of BM MMSCs on the day of IRIK modeling (during reperfusion) enhanced kidney damage, characterized by increased mortality, elevated levels of urea and creatinine in blood and structural injury of renal tissue, as compared to other groups. The comparative analysis of the first and fourth groups shows that BM MMSCs decrease the levels of pro-inflammatory cytokines and increase the levels of anti-inflammatory cytokines, as well as enhance potential of antimicrobial protection. Conclusion. Intravenous injection of BM MMSCs 1–2 weeks prior to IRIK modeling increases the kidney resistance to ischemia, reduces the severity of the systemic inflammatory response as well as the risk of infectious complications. However, considering the possibility of the summation of the injuring influence of ischemia and the stress of the adapting doses of BM MMSCs on ischemic kidney tissue during reperfusion, the search for the optimal concentrations of BM MMSCs needs to be continued. Цель работы – изучить влияние сроков внутривенного введения аллогенных мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток костного мозга (ММСК КМ) на функциональное и морфологическое состояние почки при моделировании ишемически-реперфузионного повреждения почки (ИРПП). Материалы и методы. Исследование выполнено на 90 крысах – самцах породы Вистар. На модели ИРП единственной почки (60 мин тепловой ишемии) выполнено 4 группы опытов: в 1-й группе – за 14 сут до ИРПП внутривенно вводили ММСК КМ в дозе 5 × 106 клеток; во 2-й группе ММСК КМ в той же дозе вводили за 7 сут до ИРПП; в 3-й группе ММСК КМ в той же дозе вводили во время реперфузии почки после моделирования ИРПП; 4-я группа служила контролем (ИРПП без ММСК КМ). Продолжительность эксперимента – 21 сут с момента начала моделирования ИРПП. Во всех группах опытов исследовали азотовыделительную функцию почек и оценивали их гистологическое состояние в течение всего восстановительного периода. Кроме того, у крыс 1-й и 4-й групп в сыворотке крови исследовали уровень прои противовоспалительных цитокинов и показатели фагоцитоза с помощью взвеси нежизнеспособных St. aureus. Достоверность различий в сравниваемых группах оценивали по критерию Стьюдента при р < 0,05. Результаты. Показано, что предварительное введение ММСК КМ (за 1–2 нед. до моделирования ИРПП) повышает противоишемическую резистентность почки, тогда как введение ММСК КМ в день моделирования ИРПП (на этапе реперфузии) усиливает процессы повреждения почки: повышает летальность, содержание креатинина и мочевины в крови и деструкцию почечной ткани по сравнению с другими группами. Из сравнительного анализа 1-й и 4-й группы животных следует, что ММСК КМ снижают уровень провоспалительных и повышают уровень противовоспалительных цитокинов, а также повышают потенциал противомикробной защиты организма. Выводы. Внутривенное введение ММСК КМ в организм за 1–2 нед. до моделирования ИРПП повышает резистентность почки к ишемии, снижает выраженность системной воспалительной реакции, а также опасность развития инфекционных осложнений. Однако, учитывая возможность суммации повреждающего воздействия ишемии и стрессорного воздействия адаптирующих доз ММСК КМ на ткань ишемизированной почки в реперфузионном периоде, поиск оптимальных концентраций ММСК КМ для обеспечения противоишемической резистентности почки на этапе реперфузии должен быть продолжен.

INFLUENCE OF BONE MARROW ALLOGENEIC MULTIPOTENT MESENCHYMAL STROMAL CELLS ON THE FORMATION OF ANTI-ISCHEMIC KIDNEY PROTECTION

Аim of this work was to study the influence of intravenous injection times of bone marrow allogeneic multipotent mesenchymal stromal cells (BM MMSCs) on kidney function and morphology in modeled ischemicreperfusion injury of kidney (IRIK). Materials and methods. The study was conducted on 90 male Wistar rats. On the original IRI model of a single kidney (60 min, warm ischemia) 4 groups of experiments were performed: in the first group the dose of 5 × 106 of BM MMSCs was administered intravenously 14 days before IRIK modeling; in the second group, the same dose of BM MMSCs was administered 7 days before IRIK; in the third group, the same dose of BM MMSCs was administered during kidney reperfusion after IRIK modeling; the fourth group served as the control group (IRIK without BM МMSCs). The study duration was 21 days since the start of IRIK modeling. In all groups the nitrogen secretory function of kidneys was examined and the histological condition of kidneys during the entire recovery period was evaluated. Besides, blood of rats of the first and the fourth groups was examined for proand anti-inflammatory cytokine levels and phagocytosis indices using the suspension of inactivated St. aureus. The significance of differences in these two groups was evaluated by Student's test at p < 0.05. Results. It has been demonstrated that the pretreatment with BM MMSCs (1 and 2 weeks before IRIK modeling) increased the anti-ischemic resistance of kidney while the administration of BM MMSCs on the day of IRIK modeling (during reperfusion) enhanced kidney damage, characterized by increased mortality, elevated levels of urea and creatinine in blood and structural injury of renal tissue, as compared to other groups. The comparative analysis of the first and fourth groups shows that BM MMSCs decrease the levels of pro-inflammatory cytokines and increase the levels of anti-inflammatory cytokines, as well as enhance potential of antimicrobial protection. Conclusion. Intravenous injection of BM MMSCs 1–2 weeks prior to IRIK modeling increases the kidney resistance to ischemia, reduces the severity of the systemic inflammatory response as well as the risk of infectious complications. However, considering the possibility of the summation of the injuring influence of ischemia and the stress of the adapting doses of BM MMSCs on ischemic kidney tissue during reperfusion, the search for the optimal concentrations of BM MMSCs needs to be continued